本发明专利技术涉及具有C4-二羧酸转运蛋白活性的分离的多肽,和编码所述多肽的分离的多核苷酸。本发明专利技术亦涉及包含所述多核苷酸的核酸构建体、载体和宿主细胞,以及产生和使用所述多肽的方法,和产生C4-二羧酸如苹果酸的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有C4-二羧酸转运蛋白活性的多肽和编码所述多肽的多核苷酸。本专利技术亦涉及包含所述多核苷酸的核酸构建体、载体和宿主细胞,以及产生和使用所述多肽的方法,和产生C4- 二羧酸如苹果酸的方法。
技术介绍
有机酸在多种工业中具有悠久历史的商业使用。举例而言,有机酸用于食品和饲料工业(柠檬酸、抗坏血酸、乳酸、乙酸和葡糖酸),作为用于产生多种聚合物的单体(己二酸、乳酸、丙烯酸和衣康酸),作为金属螯合剂(葡糖酸)和作为“绿色”溶剂(乙酸)(Sauer 等,2008,Trends in Biotechnology26:100-108)。有机酸自身可为商业产品或其可为用于制造其他化学品的化学构件(building block)。除了专门用途之外,长久以来公认C4- 二羧酸亦可充当构件化合物以供产生大体积的工业化学品,如1,4- 丁二醇,四氢呋喃和Y-丁内酯。由于石油衍生构件的高成本,通过传统石油化学途径产生这些大体积工业化学品的成本显著增加。有机酸在商业上是通过从石油衍生原料的化学合成(例如,延胡索酸、苹果酸、丙烯酸和己二酸)或通过微生物发酵(例如柠檬酸、乳酸、葡糖酸和衣康酸)产生的。一些有机酸如延胡索酸和苹果酸亦可通过微生物发酵来产生,但由于更低的生产成本,目前在商业上仍通过化学合成从石油化学原料产生。然而,石油衍生构件化学品的成本的日益升高,地缘政治的不稳定性对原油价格的影响,以及对实施利用来源于可再生资源的原料的制造工艺的期望,刺激了通过微生物发酵产生有机酸和其他化学品中的重建的兴趣。虽然现在通过化学合成从石油化学原料商业性产生苹果酸,其亦可通过微生物发酵产生。苹果酸已在基因工程改造的酵母(酿酒酵母(Saccharomycescerevisia))(Zelle 等,2008, Appl.Environ.Microbiol.74:2766-2777)和天然存在的丝状真菌如曲霉属菌种(Aspergillus spp.)(美国专利号 3, 063, 910;Bercovitz 等,1990, Appl.Environ.Microbiol.56:1594-1597)中以高水平产生。Abe 等(美国专利号 3,063,910)和 Bercovitz等(1990, Appl.Environ.Microbiol.56:1594-1597)报道了在几种曲霉属菌种中高水平的苹果酸产生。而且,Battat 等(1991, Biotechnol.Bioengineering, 37:1108-1116)报道了在优化条件下在搅拌的发酵罐中由黄曲霉(Aspergillus flavus)产生了高至113g/L的苹果酸。在W02010/003728中描述了在酵母中通过微生物发酵产生二羧酸。亦在W02009/011974和W02009/155382中描述了通过微生物发酵产生苹果酸。通过对曲霉属(Aspergillus)进行遗传工程改造改善苹果酸产生会使得能够通过发酵经济地商业性生产苹果酸。曲霉属菌种(Aspergillus spp.)中的苹果酸过量产生在特定的培养条件(有氧条件和高C:N比;碳酸钙亦作为中和剂和作为用于苹果酸生物合成的CO2源添加)下发生。在这些条件下,通过胞质溶胶的、还原性三羧酸(TCA)循环的溢出代谢(overflowmetabolism)导致增加的苹果酸生物合成和分泌入培养基。已在酿酒酵母中报道了通过使用遗传工程增加丙酮酸羧化酶(Bauer等,1999,FEMSMicrobiol Lett.179:107-113)或苹果酸脱氢酶(Pines 等,1997, Appl.Microbiol.Biotechnol.48:248-255)的水平和增加苹果酸转运蛋白的表达(Zelle等,2008,见上)而增加苹果酸产生。基于生物化学证据,提出了在黄曲霉菌株ATCC13697中,苹果酸脱氢酶活性限制苹果酸产生(Peleg等,1988,Appl.Microbiol.Biotechnol.28:69-75)。2010 年 8 月 27 日提交、题为“Methods for ImprovingMalicAcid Production in Filamentous Fungi ”的 PCT 申请号 PCT/US10/47002 (其内容通过提述以其整体并入本文)描述了丝状真菌中的苹果酸产生。在本领域中,在曲霉属中作为使用重组DNA技术的遗传工程改造的结果而改善C4- 二羧酸产生如苹果酸产生会是有益的。本专利技术提供了具有C4- 二羧酸转运蛋白活性的多肽,编码所述多肽的多核苷酸,和用于改善C4-二羧酸产生(例如苹果酸产生)的方法坐寸ο
技术实现思路
本专利技术涉及具有C4-二羧酸转运蛋白活性的分离的多肽。在一个方面,所述具有C4-二羧酸转运蛋白活性的分离的多肽选自:(a)多肽,其与SEQ ID NO: 2、4或6,或其成熟多肽序列具有至少65%序列同一'丨生;(b)多肽,其由多核苷酸编码,所述多核苷酸与SEQ IDNO:1、3或5,或其成熟多肽编码序列,或前述序列的全长互补链在低严格条件下杂交;(c)多肽,其由多核苷酸编码,所述`多核苷酸与SEQ ID NO: 1、3或5,或其成熟多肽编码序列具有至少65%序列同一性;(d) SEQ ID NO: 2、4或6,或其成熟多肽序列的包含一个或多个(例如两个,几个)氨基酸的取代、缺失和/或插入的变体;和(e) (a)、(b)、(c)或(d)的多肽具有C4- 二羧酸转运蛋白活性的片段。本专利技术亦涉及产生C4-二羧酸(例如苹果酸)的方法。在一个方面,该方法包括:(a)培养宿主细胞(例如丝状真菌宿主细胞),所述宿主细胞包含编码本文中所述的C4-二羧酸转运蛋白的异源多核苷酸;和(b)回收所述C4-二羧酸(例如苹果酸)。在另一个方面,该方法包括(a)将编码本文中所述的C4-二羧酸转运蛋白的异源多核苷酸转化入宿主细胞(例如丝状真菌宿主细胞);(b)在培养基中培养经转化的生物;和(c)回收所述C4-二羧酸(例如苹果酸)。在所述方法的一些方面,所述宿主细胞进一步包含编码苹果酸脱氢酶和/或丙酮酸羧化酶的异源多核苷酸。本专利技术还涉及宿主细胞(例如丝状真菌宿主细胞,如米曲霉(AspergiIIusoryzae)),所述宿主细胞包含本文中所述的编码C4- 二羧酸转运蛋白的异源多核苷酸,其中所述宿主细胞分泌和/或能够分泌增加水平的C4- 二羧酸(例如苹果酸)。在一些方面,所述宿主细胞进一步包含编码苹果酸脱氢酶和/或丙酮酸羧化酶的异源多核苷酸。本专利技术亦涉及信号肽和编码该信号肽的多核苷酸。在一个方面,本专利技术涉及多核苷酸,其编码可操作地连接于编码蛋白的基因的信号肽,所述信号肽包含或组成为(consisting of) SEQ ID NO: 2的氨基酸I至61或I至68。在另一个方面,本专利技术涉及多核苷酸,其编码可操作地连接于编码蛋白的基因的信号肽,所述信号肽包含或组成为SEQ IDN0:4的氨基酸I至17。在另一个方面,本专利技术涉及多核苷酸,其编码可操作地连接于编码蛋白的基因的信号肽,所述信号肽包含或组成为SEQ ID N0:6的氨基酸I至68。本专利技术亦涉及包含本文中所述的多肽的组合物,编码所述多肽的分离的多核苷酸,包含所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.21 US 61/356,8681.一种具有C4-二羧酸转运蛋白活性的分离的多肽,其选自: (a)多肽,其与SEQID NO: 2、4或6,或其成熟多肽序列具有至少65%,例如至少70%,至少75%,至少80%,至少85%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,至少99%,或100%序列同一性; (b)多肽,其由多核苷酸编码,所述多核苷酸在低严格条件,中等严格条件,中等-高严格条件,高严格条件,或非常高严格条件与以下杂交:SEQ IDNO: 1、3或5,其成熟多肽编码序列,或前述序列的全长互补链; (c)多肽,其由多核苷酸编码,所述多核苷酸与SEQID NO: 1、3或5,其成熟多肽编码序列具有至少65%,例如至少70%,至少75%,至少80%,至少85%,至少85%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,至少99%,或100%序列同一 I生; (d)SEQID NO: 2、4或6,或其成熟多肽序列的包含一个或多个(例如两个、几个)氨基酸的取代、缺失和/或插入的变体;和 (e)(a)、(b)、(C)或(d)的多肽具有C4-二羧酸转运蛋白活性的片段。2.权利要求1的多肽,其与SEQID NO: 2、4或6,或其成熟多肽序列具有至少65%,例如至少70%,至少75%,至少80%,至少85%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,至少99%或100%序列同一性。3.权利要求1或2的多肽,其由多核苷酸编码,所述多核苷酸在低严格条件,低-中等严格条件,中等严格条件,中等-高严格条件,高严格条件下,或非常高严格条件与以下杂交:SEQ ID NO: 1、3或5, 其成熟多肽编码序列,或前述序列的全长互补链。4.权利要求1-3任一项的多肽,其由多核苷酸编码,所述多核苷酸与SEQIDΝΟ:1、3或5,或其成熟多肽编码序列具有至少65%,例如至少70%,至少75%,至少80%,至少85%,至少90%,至少91%,至少92%,至少93%,至少94%,至少95%,至少96%,至少97%,至少98%,至少99%或100%序列同一性。5.权利要求1-4任一项的多肽,其包含或组成为SEQID NO:2、4或6。6.权利要求1-4任一项的多肽,其包含或组成为SEQID NO:2、4或6的成熟多肽。7.权利要求6的多肽,其中所述SEQID NO:2的成熟多肽是SEQ ID NO:2的氨基酸62至397或69至397 ID NO: 4的成熟多肽是SEQ IDNO: 4的氨基酸18至418 ;和所述SEQ ID N0:6的成熟多肽是SEQ ID NO:6的氨基酸69至397。8.权利要求1-7任一项的多肽,其中所述多肽由大肠杆菌NRRLB-50400中包含的质粒pAaC4T737中包含...
【专利技术属性】
技术研发人员:A费希尔,D亚弗,
申请(专利权)人:诺维信股份有限公司,
类型:
国别省市:
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